计算机普识

计算机中文名称：计算机英文名称：computer 定义：一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算，又可以进行逻辑计算，还具有存储记忆功能。

所属学科：资源科技（一级学科）；资源信息学（二级学科）计算机（Computer）是一种能够按照事先存储的程序，自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备。

由硬件和软件所组成，两者是不可分割的。

人们把没有安装任何软件的计算机称为裸机。

随着科技的发展，现在新出现一些新型计算机有：生物计算机、光子计算机、量子计算机等。

硬件①中央处理器②存储器③外部设备软件①操作系统②数据库管理系统③编译系统④网络系统⑤标准程序库⑥服务性程序计算机（全称：电子计算机）别称：电脑中文：计算机。

汉语拼音：jìsu àn jī英文：computer、calculation machine、PC（个人计算机）、laptop(笔记本电脑）、Workstation(工作站)、Server（服务器）、Mainframe(大型机)、Supercomputer（超级计算机）法文：Ordinateur PC机早期称作微机，初期在香港商人之间被称为电脑，后引入国内，成为大众最熟悉的名字。

电脑的学名为电子计算机，是由早期的电动计算器发展而来的。

1946年，世界上出现了第一台电子数字计算机“ENIAC”，用于计算弹道。

是由美国宾夕法尼亚大学莫尔电工学院制造的，但它的体积庞大，占地面积170多平方米，重量约30吨，消耗近100千瓦的电力。

显然，这样的计算机成本很高，使用不便。

1956年，晶体管电子计算机诞生了，这是第二代电子计算机。

只要几个大一点的柜子就可将它容下，运算速度也大大地提高了。

1959年出现的是第三代集成电路计算机。

最初的计算机由约翰·冯·诺依曼发明(那时电脑的计算能力相当于现在的计算器)，有三间库房那么大，后逐步发展。

从20世纪70年代开始，这是电脑发展的最新阶段。

到1970年，由大规模集成电路和超大规模集成电路制成的“克雷一号”，使电脑进入了第四代。

超大规模集成电路的发明，使电子计算机不断向着小型化、微型化、低功耗、智能化、系统化的方向更新换代。

20世纪90年代，电脑向“智能”方向发展，制造出与人脑相似的电脑，可以进行思维、学习、记忆、网络通信等工作。

进入21世纪，电脑更是笔记本化、微型化和专业化，每秒运算速度超过100万次，不但操作简易、价格便宜，而且可以代替人们的部分脑力劳动，甚至在某些方面扩展了人的智能。

于是，今天的微型电子计算机就被形象地称做电脑了。

世界上第一台个人电脑由IBM于1981年推出。

IBM推出以英特尔的x86为硬体架构，以微软公司的MS-DOS为操作系统的个人电脑，并制定以PC/AT为PC的规格。

之后，由英特尔推出的微处理器以及微软推出的操作系统的发展几乎等同于个人电脑的发展历史。

Wintel架构全面取代了IBM在个人电脑世界的主导地位。

通常说到“世界公认的第一台电子数字计算机”大多数人都认为是1946年面世的“ENIAC”，它主要是用于计算弹道。

是由美国宾夕法尼亚大学莫尔电气工程学院制造的，它的体积庞大，占地面积170多平方米，重量约30吨，消耗近150千瓦的电力。

显然，这样的计算机成本很高，使用不便。

这个说法被计算机基础教科书上普遍采用,事实上在1973年根据美国最高法院的裁定,最早的电子数字计算机,应该是美国爱荷华州立大学的物理系副教授约翰·阿坦那索夫和其研究生助手克利夫·贝瑞(Clifford E. Berry ，1918-1963）于1939年10月制造的"ABC"(Atanasoff- Berry-Computer）。

之所以会有这样的误会，是因为“ENIAC”的研究小组中的一个叫莫克利的人于1941年剽窃了约翰·阿坦那索夫的研究成果，并在1946年时，申请了专利。

由于种种原因直到1973年这个错误才被扭转过来。

（具体情况参阅百度百科----“约翰·阿坦那索夫”词条，希望大家记住ABC和约翰·阿坦那索夫，希望以后的教科书能够修改这个错误）。

后来为了表彰和纪念约翰·阿坦那索夫在计算机领域内作出的伟大贡献，1990年美国前总统布什授予约翰·阿坦那索夫全美最高科技奖项----“国家科技奖”。

分类从计算机的类型、工作方式、构成器件、操作原理、应用环境等划分，计算机有多种分类。

综合起来说，计算机的分类是这样的：(1)按照性能指标分类①巨型机：高速度、大容量②大型机：速度快、应用于军事技术科研领域③小型机：结构简单、造价低、性能价格比突出④微型机：体积小、重量轻、价格低(2)按照用途分类①专用机：针对性强、特定服务、专门设计②通用机：科学计算、数据处理、过程控制解决各类问题(3)按照原理分类①数字机：速度快、精度高、自动化、通用性强②模拟机：用模拟量作为运算量，速度快、精度差③混合机：集中前两者优点、避免其缺点，处于发展阶段硬件计算机系统中所使用的电子线路和物理设备，是看得见、摸得着的实体，如中央处理器（CPU）、存储器、外部设备（输入输出设备、I／O设备）及总线等。

①中央处理器主要功能是根据存储器内的程序，中央处理器逐条地执行程序所指定的操作。

中央处理器的主要组成部分是：数据寄存器、指令寄存器、指令译码器、算术逻辑部件、操作控制器、程序计数器（指令地址计数器）、地址寄存器等。

②存储器主要功能是存放程序和数据，程序是计算机操作的依据，数据是计算机操作的对象。

存储器是由存储体、地址译码器、读写控制电路、地址总线和数据总线组成。

能由中央处理器直接随机存取指令和数据的存储设备称为主存储器和内存储器，磁盘、磁带、光盘等不能直接被中央处理器读的存储设备取称为外存储器（或辅助存储器）。

主存储器、外部存储器和相应的软件，组成计算机的存储系统。

③外部设备主要功能是用户与机器之间的桥梁。

输入设备的任务是把用户要求计算机处理的数据、字符、文字、图形和程序等各种形式的信息转换为计算机所能接受的编码形式存入到计算机内。

输出设备的任务是把计算机的处理结果以用户需要的形式（如屏幕显示、文字打印、图形图表、语言音响等）输出。

输入输出接口是外部设备与中央处理器之间的缓冲装置，负责电气性能的匹配和信息格式的转换。

软件对能使计算机硬件系统顺利和有效工作的程序集合的总称。

程序总是要通过某种物理介质来存储和表示的，它们是磁盘、磁带、程序纸、穿孔卡等，但软件并不是指这些物理介质，而是指那些看不见、摸不着的程序本身。

可靠的计算机硬件如同一个人的强壮体魄，有效的软件如同一个人的聪颖思维。

计算机的软件系统可分为系统软件和应用软件两部分。

系统软件是负责对整个计算机系统资源的管理、调度、监视和服务。

应用软件是指各个不同领域的用户为各自的需要而开发的各种应用程序。

计算机软件系统包括：①操作系统系统软件的核心，它负责对计算机系统内各种软、硬资源的管理、控制和监视。

②数据库管理系统负责对计算机系统内全部文件、资料和数据的管理和共享。

③编译系统负责把用户用高级语言所编写的源程序编译成机器所能理解和执行的机器语言。

④网络系统负责对计算机系统的网络资源进行组织和管理，使得在多台独立的计算机间能进行相互的资源共享和通信。

⑤标准程序库按标准格式所编写的一些程序的集合，这些标准程序包括求解初等函数、线性方程组、常微分方程、数值积分等计算程序。

⑥服务性程序也称实用程序。

为增强计算机系统的服务功能而提供的各种程序，包括对用户程序的装置、连接、编辑、查错、纠错、诊断等功能。

为了使计算机能算得快和准、记得多和牢，数十年来，对提高单机中的中央处理器的处理速度和精度，对提高存储器的存取速度和容量作了许多改进，如：增加运算器的基本字长和提高运算器的精度；增加新的数据类型，或对数据进行自定义，使数据带有标志符，用以区别指令和数，及说明数据类型；在CPU 内增设通用寄存器、采用变址寄存器、增加间接寻址功能和增设高速缓冲存储器和采用堆栈技术；采用存储器交叉存取技术及虚拟存储器技术；采用指令流水线和运算流水线；采用多个功能部件和增设协处理器等。

冯诺依曼提出的计算机体系结构奠定了现代计算机的结构理论基础：1.计算机由运算器、控制器、输入设备、输出设备、存储器组成；2.程序存储控制；3.以二进制为计算机基本单位。

中国电脑中国的算盘是最早的运算工具。

在人类文明发展的历史上中国曾经在早期计算工具的发明创造方面写过光辉的一页。

远在商代，中国就创造了十进制记数方法，领先于世界千余年。

到了周代，发明了当时最先进的计算工具——算筹。

这是一种用竹、木或骨制成的颜色不同的小棍。

计算每一个数学问题时，通常编出一套歌诀形式的算法，一边计算，一边不断地重新布棍。

中国古代数学家祖冲之，就是用算筹计算出圆周率在3.1415926和3.1415927之间。

这一结果比西方早一千年。

珠算盘是中国的又一独创，也是计算工具发展史上的第一项重大发明。

这种轻巧灵活、携带方便、与人民生活关系密切的计算工具，最初大约出现于汉朝，到元朝时渐趋成熟。

珠算盘不仅对中国经济的发展起过有益的作用，而且传到日本、朝鲜、东南亚等地区，经受了历史的考验，至今仍在使用。

中国发明创造指南车、水运浑象仪、记里鼓车、提花机等，不仅对自动控制机械的发展有卓越的贡献，而且对计算工具的演进产生了直接或间接的影响。

例如，张衡制作的水运浑象仪，可以自动地与地球运转同步，后经唐、宋两代的改进，遂成为世界上最早的天文钟。

记里鼓车则是世界上最早的自动计数装置。

提花机原理与计算机程序控制的发展有过间接的影响。

中国古代用阳、阴两爻构成八卦，也对计算技术的发展有过直接的影响。

莱布尼兹写过研究八卦的论文，系统地提出了二进制算术运算法则。

他认为，世界上最早的二进制表示法就是中国的八卦。

经过漫长的沉寂，新中国成立后，中国计算技术迈入了新的发展时期，先后建立了研究机构，在高等院校建立了计算技术与装置专业和计算数学专业，并且着手创建中国计算机制造业。

中国是在1956年研制成功国产计算机的。

1958年和1959年中国先后自主研制成功国产小型和大型电子管计算机。

60年代中期，中国研制成功一批晶体管计算机，并配制了ALGOL等语言的编译程序和其他系统软件。

60年代后期，中国开始研究集成电路计算机。

70年代，中国已批量生产小型集成电路计算机。

80年代以后，中国开始重点研制微型计算机系统并推广应用；在大型计算机、特别是巨型计算机技术方面也取得了重要进展；建立了计算机服务业，逐步健全了计算机产业结构。

在计算机科学与技术的研究方面，中国在有限元计算方法、数学定理的机器证明、汉字信息处理、计算机系统结构和软件等方面都有所建树。